Геологический компас
Существует ряд различных специализированных магнитных компасов, используемых геологами для измерения ориентации геологических структур при их картировании в полевых условиях, для анализа и документирования геометрии плоскостей напластования , трещин и/или метаморфических слоев и линий . [ 1 ] [ 2 ] В этом аспекте наиболее распространенным устройством, используемым на сегодняшний день, является аналоговый компас .
Классические геологические компасы
[ редактировать ]Классические геологические компасы, имеющие практическое применение, сочетают в себе две функции: пеленгацию и навигацию (особенно в отдаленных районах), а также способность измерять простирание и падение поверхностей напластования и/или плоскостей метаморфического слоения. Структурным геологам (т.е. тем, кто занимается геометрией и характером относительного движения) также необходимо измерить наклон и направление погружения линий.
Широко используемые компасы включают компас Брантона и компас Сильвы .
Современные геологические компасы
[ редактировать ]-
Установка современного геологического компаса профессора Клара (Фрайбергера), общий вид -
вид сверху -
нижняя сторона -
Ось Брантона с одновременными измерениями простирания и падения, а также тренда и погружения.
Концепция современного геологического компаса была разработана Эберхардом Кларом из Венского университета во время его работы геологом-структуристом и опубликована в 1954 году. [ 3 ] Преимущество его концепции заключается в том, что простирание и падение измеряются за один шаг с использованием вертикального круга для угла падения и компаса для направления простирания. Первое внедрение было осуществлено компанией VEB Freiberger Präzisionsmechanik во Фрайберге , Германия . Детали проекта были разработаны в тесном сотрудничестве с Фрайбергским горно-технологическим университетом . [ 4 ] В 2016 году Brunton Inc. представила Axis Pocket Transit, который впервые предлагал одновременные измерения как удара, так и падения, а также тренда и падения в различных конфигурациях. Он отличался нетрадиционной конструкцией крышки, которая поворачивалась на 360 градусов в обоих направлениях, и двумя осями, что позволяло точно измерять вертикальные и горизонтальные углы на всех конфигурациях поверхностей подстилки.
-
Геологический компас Breithaupt COCLA с гашением колебаний магнитной стрелки -
Brunton Pocket Transit сочетает в себе функции классических и современных геологических компасов. -
ФПМ -
Китайский геологический компас -
Российский геологический компас
Использование
[ редактировать ]
Геологические компасы отличаются тем, что цифры на циферблате компаса расположены против часовой стрелки. Это связано с тем, что компас используется для определения наклона и направления падения поверхностей (слоев), а также погружения и направления погружения линий (линий). Чтобы использовать компас, необходимо совместить крышку компаса с ориентацией измеряемой поверхности (чтобы получить наклон и направление падения) или край крышки компаса с ориентацией линии (чтобы получить погружение и погружение). направление). Компас необходимо повернуть так, чтобы основание циркуля стало горизонтальным, что достигается с помощью встроенного в него уровня. Затем стрелку компаса освобождают с помощью боковой кнопки, и ей позволяют вращаться до тех пор, пока демпфирующее действие не замедлит ее движение, а затем стабилизирует ее. Боковая кнопка отпускается, и игла прочно удерживается на месте, позволяя пользователю впоследствии удобно считывать измеренную ориентацию. Сначала считывают шкалу, показывающую угол, образованный крышкой циркуля, а затем, в зависимости от отображаемого цвета (красный или черный), конец стрелки компаса соответствующего цвета. Затем данные записываются как (например) 25°->333° (наклон и направление падения) или (направление погружения и погружения).
Этот компас чаще всего используется геологами-строителями, измеряющими слоистость и линейность в метаморфических породах , а также разломы и трещины в горнодобывающих районах.
Цифровые компасы
[ редактировать ]С появлением смартфона программы геологического компаса на базе 3-х осевого тесламетра и 3-х осевого акселерометра стали появляться и . Эти программы компаса используют векторную алгебру для расчета ориентации плоскости и линий на основе данных акселерометра и магнитометра и позволяют быстро собирать множество измерений. Однако потенциально могут присутствовать некоторые проблемы. Измерения, выполняемые с помощью геологического компаса на смартфоне, потенциально могут быть подвержены шуму, главным образом из-за вибрации или быстрого движения руки. Пользователям компаса на смартфоне следует тщательно откалибровать свои устройства и провести несколько тестов с традиционными магнитными компасами, чтобы понять ограничения выбранной ими программы.
При использовании традиционных компасов не регистрируется ошибка, вызванная плохим демпфированием или движением оператора. Это ограничение устраняется использованием цифрового компаса, хотя он может быть более подвержен ошибкам из-за чувствительности акселерометра, который программы используют для определения вертикали и горизонтали. Поэтому профессиональное использование цифрового геологического компаса требует регистрации отклонений в отдельных измерениях. Нет данных, свидетельствующих о том, что цифровые компасы подвержены каким-либо измеримым магнитным возмущениям.
Современные методы дистанционного зондирования, такие как LiDAR и фотограмметрия, позволяют получать точные и плотные трехмерные облака точек. Эти облака точек позволяют измерять ориентацию плоских поверхностей. Хорда и др. [ 5 ] выполнил сравнение ориентации неоднородностей, измеренных с помощью классического геологического компаса и фотограмметрического трехмерного облака точек, продемонстрировав, что сбор неоднородностей поля дистанционного зондирования обеспечивает надежную альтернативу использованию геологического компаса.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Картирование геологических структур (серия справочников Лондонского геологического общества) [мягкая обложка] К.Р. Макклей
- ^ Статистика данных наук о Земле: их распределение во времени, пространстве и ориентации [мягкая обложка] Грэм Дж. Боррадейл (писатель)
- ^ Клар, Э.: Двухкруговой компас геолога и горняка для измерения площадных и линейных геологических элементов. Отдельный отпечаток из переговоров Федерального института геологии Вены, 1954, том. 4
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 января 2015 г. Проверено 14 февраля 2015 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Хорда Бордехоре, Луис; Рикельме, Адриан; Кано, Мигель; Томас, Роберто (01 сентября 2017 г.). «Сравнение сбора данных о неоднородностях поля вручную и дистанционного зондирования, используемого при оценке кинематической устойчивости обрушившихся скальных откосов». Международный журнал механики горных пород и горных наук . 97 : 24–32. дои : 10.1016/j.ijrmms.2017.06.004 . hdl : 10045/67528 . ISSN 1365-1609 .
- Марджорибанкс, Роджер В. (1997). Геологические методы в разведке и добыче полезных ископаемых . Спрингер . п. 105. ИСБН 9780412800108 . Проверено 27 июня 2012 г.